LE GRANDEZZE FISICHE Grandezze fisiche Grandezze fondamentali e derivate Sistemi di unità di misura Multipli e sottomultipli Ordini di grandezza

Misura di una grandezza Definizione operativa: Grandezza fisica  Proprietà misurabile Sensazione di caldo/freddo NO (soggettiva, diversa per ciascuno) Temperatura SI (oggettiva, uguale per tutti) Es. Misura di una grandezza: mediante un dispositivo sperimentale in confronto con un’altra grandezza omogenea di riferimento costante e riproducibile Espressione di una grandezza: numero + unità di misura rapporto tra misura e campione di riferimento

Unita’ di misura Misura di una grandezza: mediante un dispositivo sperimentale in confronto con un’altra grandezza omogenea di riferimento costante e riproducibile Espressione di una grandezza: numero + unità di misura rapporto tra misura e campione di riferimento Lunghezza di un corpo: Procedere all’operazione di misura mediante uno strumento Es. misuratore A: 3 “spanne”; misuratore B: 4 “spanne” Confrontare il risultato con un campione fisso, preso come unità di misura “spanna” misuratore A = 20 cm  3 “spanne” = 60 cm “spanna” misuratore B = 15 cm  4 “spanne” = 60 cm uguale! Es. MAI dimenticare l’unità di misura! Dire “un corpo è lungo 24” non ha senso. Dire “la densità dell’acqua è 1” non ha senso. …e dirlo all’esame…

Grandezze fondamentali e derivate concetti intuitivi indipendenti l’uno dall’altro non definibili in termini di altre grandezze Derivate definibili in termini delle grandezze fondamentali mediante relazioni analitiche Superficie (lungh.)2 [L]2 Volume (lungh.)3 [L]3 Velocità (lungh./tempo) [L] [t]-1 Acceleraz. (veloc./tempo) [L] [t]-2 Forza (massa*acc.) [L] [M] [t]-2 Pressione (forza/sup.) [L]-1 [M] [t]-2 Lunghezza [L] Massa [M] Tempo [t] Intensità di corrente [i] Temperatura assoluta [T] In generale: ………… [L]a[M]b[t]c[i]d[T]e

Sistemi di unita’ di misura Stabilire un sistema di unità di misura = fissare le grandezze fondamentali e il valore dei loro campioni unitari Sistema [L] [M] [t] [i] [T] lungh. massa tempo intens. temper. corrente assoluta MKS (SI) m kg s A oK Internazionale metro chilogr. secondo ampere gr.kelvin cgs cm g s A oK centim. grammo secondo ampere gr.kelvin Sistemi pratici vari esempi

Sistemi pratici e conversioni ESEMPI DI UNITA’ PRATICHE Lunghezza angstrom, anno-luce Tempo minuto, ora, giorno, anno Volume litro Velocità chilometro/ora Pressione atmosfera, millimetro di mercurio Energia elettronvolt, chilowattora Calore caloria .......... .......... Fattori di conversione: MKS  cgs 1 m = 102 cm 1 kg = 103 g cgs  MKS 1 cm = 10-2 m 1 g = 10-3 kg MKS, cgs  pratici proporzioni con fattori numerici noti e viceversa

Se si sbagliano le unita’ di misura...

Multipli e sottomultipli

Ordini di grandezza Ordine di grandezza = Per esprimere brevemente grandezze fisiche grandi o piccole: numero a 1,2,3 cifre + unità di misura con multiplo/sottomultiplo (di 3 in 3) 57800 g = 5.78 • 104 g = 5.78 • (101•103) g = 57.8 kg 57.8 kg = 57.8 • 103 g = 5.78 • 104 g 0.0047 g = 4.7 • 10-3 g = 4.7 mg 0.00047 g = 4.7 • 10-4 g = 4.7 • (102 • 10-6) g = 470 g Es. Atomo di idrogeno: raggio atomo: 10-10 m raggio nucleo: 10-15 m  10-10 m /10-15 m = 105 L’atomo di idrogeno è 100000 volte più grande del suo nucleo! Es. Per confrontare grandezze “infinitamente” grandi o piccole: Ordine di grandezza = potenza di 10 più vicina al numero considerato

Ordini di grandezza: esempi di lunghezze Alcune lunghezze valore in m dist. del corpo celeste più lontano 1025 m (10000 miliardi di miliardi di km) distanza della stella più vicina 3.9 • 1016 m (40000 miliardi di km) anno-luce 9.46 • 1015 m (9000 miliardi di km) distanza Terra-Sole 1.49 • 1011 m = 149 Gm (150 milioni di km) distanza Terra-Luna 3.8 • 108 m = 380 Mm (400000 km) raggio della Terra 6.38 • 106 m = 6.38 Mm (6000 km) altezza del Monte Bianco 4.8 • 103 m = 4.8 km (5 km) altezza di un uomo 1.7 • 100 m = 1.7 m spessore di un foglio di carta 10-4 m = 100 mm (1/10 di mm) dimensioni di un globulo rosso 10-5 m = 10 mm (1/100 di mm) dimensioni di un virus 10-8 m = 10 nm (100 angstrom) dimensioni di un atomo 10-10 m (1 angstrom) dimensioni di un nucleo atomico 10-15 m (1/100000 di angstrom = 1 fermi)

Ordini di grandezza: esempi di tempi Alcuni tempi valore in s stima dell’età dell’Universo 4.7 • 1017 s (15 miliardi di anni) comparsa dell’uomo sulla Terra 1013 s (300000 anni) era cristiana 6.3 • 1010 s (2000 anni) anno solare 3.15 • 107 s giorno solare 8.64 • 104 s intervallo tra due battiti cardiaci 8 • 10-1 s (8/10 di sec.) periodo di vibraz. voce basso 5 • 10-2 s (2/100 di sec.) periodo di vibraz. voce soprano 5 • 10-5 s (50 milionesimi di sec.) periodo vib. onde radio (FM 100 MHz) 10-8 s (10 miliardesimi di sec.) periodo di vib. raggi X 10-18 s (1 miliardesimo di miliardesimo di sec.)

Ordini di grandezza: esempi di masse Alcune masse valore in kg massa dell’Universo (stima) 1055 kg massa del Sole 1.98 • 1030 kg (2000 miliardi di miliardi di miliardi di kg) massa della Terra 5.98 • 1024 kg (6 milioni di miliardi di miliardi di kg) massa di un uomo 7 • 101 kg (70 kg) massa di un globulo rosso 10-16 kg (100 milionesimi di miliardesimo di g) massa del protone 1.67 • 10-27 kg (1.6 milionesimi di miliardesimo di massa dell’elettrone 9.1 • 10-31 kg miliardesimo di g)